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第 2 课时 微生物的培养技术与应用
目标要求 1.微生物的分离和培养。2.某种微生物数量的测定。3.培养基对微生物的选择作
用。
考点一 微生物的基本培养技术
1．培养基的配制
(1)概念：人们按照微生物对营养物质的不同需求，配制出供其生长繁殖的营养基质。
(2)类型：按物理状态分类
培养基种类 特点 用途
液体培养基 不含凝固剂，呈液体状态 工业生产
微生物的分离、鉴定，活菌计
固体培养基 含 凝固剂 ( 如琼脂 )，呈固体状态
数，菌种保藏
(3)成分
成分 含义 作用 来源
构成生物体的细胞的 无机碳源：CO
2、
物质和一些代谢产 NaHCO 等；有机碳
3
碳源 提供碳元素的物质
物，有些也是异养生 源：糖类、牛肉膏
物的能源物质 等
无机氮源：N、
2
合成蛋白质、核酸等 NH 、铵盐、硝酸盐
3
氮源 提供氮元素的物质
物质 等；有机氮源：蛋
白胨等
为微生物提供除碳、氮之外的 为微生物提供无机营 无机化合物：
无机盐 各种重要元素，包括大量元素 养，调节培养基的pH KH PO 、KHPO 、
2 4 2 4
和微量元素 等 NaCl等
良好的溶剂，参与化
水 生物体含量最高的无机化合物 培养基、代谢产物
学反应等特别提醒 除了上述主要营养物质外，还需要满足微生物生长对 pH 、特殊营养物质以
及氧气的需求。例如，在培养乳酸杆菌时，需要在培养基中添加维生素；在培养霉菌
时，一般需要将培养基调至酸性；在培养细菌时，一般需要将培养基调至中性或微碱
性；在培养厌氧微生物时，需要提供无氧的条件。
2．无菌技术
(1)目的：获得纯净培养物。
(2)关键：防止外来杂菌的入侵。
(3)区别：消毒与灭菌的比较
比较项目 条件 结果 常用方法 应用范围
煮沸消毒法 日常用品
巴氏消毒法 不耐高温的液体
较为温和 杀死物体表面或
操作空间、操作者的
消毒 的物理或 内部的部分微生 化学药物消毒法
衣物和手等
化学方法 物
接种室、接种箱或超
紫外线消毒法
净工作台
高压蒸汽灭菌法 培养基、容器等
杀死物体内外所
强烈的理 玻璃器皿、金属用具
灭菌 有的微生物，包 干热灭菌法
化因素 等
括芽孢和孢子
灼烧灭菌法 接种工具等
特别提醒 选择无菌技术的原则：一要考虑无菌技术的效果，灭菌的效果比消毒要
好；二要考虑操作对象的承受能力，活体生物材料、操作者的手等只能采用消毒，而
不能用灭菌。
3．制备牛肉膏蛋白胨固体培养基
(1)计算
↓
(2)称量
↓
(3)溶化
↓
(4)灭菌
↓
(5)倒平板
4．纯化培养(1)方法：平板划线法和稀释涂布平板法。
(2)菌落的概念：由单个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。
(3)平板划线法分离纯化大肠杆菌
在装有液体培养基的三角瓶中接种大肠杆菌，在摇床上37 ℃下振
① 接种
荡培养12 h
用接种环在接种有大肠杆菌的三角瓶中沾取菌液一次，在固体培养
② 划线分离
基的平板上连续划线，盖好培养皿
将培养皿倒置，放在37 ℃恒温箱中培养12～24 h后，可看到划线
③ 培养观察
的末端出现不连续的单个菌落
(4)稀释涂布平板法步骤
①系列稀释操作：该操作常用在将细胞接种到培养基之前，通过液体稀释的方法分散细胞，
随着稀释程度的增大，单位体积中的微生物细胞数量减少，细胞得以分散。
操作步骤：
②涂布平板操作步骤
源于选修1 P “旁栏小资料”
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(1)微生物的接种方法除平板划线法和稀释涂布平板法外，还包括斜面接种、穿刺接种等方
法。
(2)微生物接种的核心是防止杂菌污染，保证培养物的纯度。5．菌种的保藏方法
主要方法 临时保藏法 甘油管藏法
保藏对象 频繁使用的菌种 长期保藏的菌种
先接种到试管的固体斜面培养基上 转入灭菌后的甘油中，混匀后放在
方法步骤
培养，然后放入4 ℃的冰箱中 －20 ℃冷冻箱中保存
归纳总结 两种纯化方法的比较
项目 平板划线法 稀释涂布平板法
分离结果
①一系列的梯度稀释；②涂布平板操
关键操作 接种环在固体培养基表面连续划线
作
接种用具 接种环 涂布器
(1)接种环的灼烧：①第一次划线 (1)在进行稀释操作时，每支试管及其
前，避免接种环上可能存在的微生 中的9 mL水、移液管均需灭菌；操
物污染培养基；②再次划线前，杀 作时，试管口和移液管应在离酒精灯
死上次划线结束后接种环上残留的 火焰1～2 cm处。
菌种，使每次划线的菌种直接来源 (2)涂布平板时：①涂布器用体积分数
于上次划线的末端；③划线结束 为70%的酒精消毒，取出时要让多余
注意事项
后，杀死接种环上残留的菌种，避 酒精在烧杯中滴尽，然后将沾有少量
免细菌污染环境和感染操作者。 酒精的涂布器在酒精灯火焰上引燃；
(2)接种环灼烧后，要冷却后才能接 ②不要将过热的涂布器放在盛放酒精
触菌液，以免温度太高杀死菌种。 的烧杯中，以免引燃其中的酒精；③
(3)划线时用力要大小适当，防止用 酒精灯与培养皿距离要合适，移液管
力过大将培养基划破 头不要接触任何其他物体
可以观察菌落特征，对混合菌进行
优点 可以计数，可以观察菌落特征
分离
操作较麻烦，平板不干燥效果不好，
缺点 不能计数
容易蔓延
都要用到固体培养基；都需进行无菌操作；都会在培养基表面形成单个的
共同点
菌落；都可用于观察菌落特征考向一 培养基与无菌技术
1．下表中有关消毒与灭菌的描述，错误的是( )
常用方法 应用举例
① 日常用品
消毒 ② 不耐高温的液体
③ 皮肤
灼烧灭菌法 ④
灭菌 干热灭菌法 ⑤
高压蒸汽灭菌法 ⑥
A.若要彻底除去物体内外的芽孢和孢子，只靠方法①②③是不行的
B．牛奶、啤酒等则通常用方法②消毒，④可以为接种针、涂布器等灭菌
C．⑤⑥灭菌时，灭菌物品均不能与箱壁或桶壁接触，其原因不同
D．培养皿、培养基灭菌均可采用⑤⑥方法
答案 D
解析 培养基不能用干热灭菌法，只能使用高压蒸汽灭菌，D错误。
2．请回答下列与大肠杆菌有关的问题：
(1)下表是某公司研发的一种培养大肠杆菌菌群的培养基配方。
成分 蛋白胨 乳糖 蔗糖 KHPO 显色剂 琼脂
2 4
含量 10.0 g 5.0 g 5.0 g 2.0 g 0.2 g 12.0 g
将上述物质溶解后，用蒸馏水定容到1 000 mL
该培养基属于________(填“固体”或“液体”)培养基，该培养基中的氮源是
________________________________________________________________________。
(2)在微生物培养操作过程中，为防止杂菌污染，需对培养基和培养皿进行________(填“消
毒”或“灭菌”)；操作者的双手需要进行清洗和______________。
(3)将配制好的培养基分装到试管中，加棉塞后若干支试管扎成一捆，包上牛皮纸并用皮筋
勒紧放入________________中灭菌，温度为121 ℃，时间为15～30 min。灭菌完毕拔掉电
源，待锅内压力自然降到大气压时，将试管取出。
(4)从一支试管向另一支试管接种时应注意，接种环要在酒精灯____________________(填
“火焰的不充分燃烧层”或“火焰的充分燃烧层”)灭菌，并且待接种环________后蘸取菌
种。
答案 (1)固体 蛋白胨 (2)灭菌 消毒 (3)高压蒸汽灭菌锅 (4)火焰的充分燃烧层 冷却
考向二 微生物的纯化
3．用平板划线法或稀释涂布平板法都可以纯化大肠杆菌，属于二者的共同点的有几项()
①可以用相同成分的培养基
②都要对操作者双手、培养皿等进行灭菌
③都要使用接种环进行接种
④都需要在酒精灯火焰旁进行接种
⑤都可以用来计数活菌
⑥都可以使用液体培养基
A．1项 B．2项 C．3项 D．4项
答案 B
解析 都要对操作者双手进行消毒而不是灭菌，②错误；平板划线法采用接种环进行操作，
而稀释涂布平板法采用涂布器进行操作，③错误；平板划线法一般用于分离而不能用于计数，
⑤错误；平板划线法或稀释涂布平板法都是在固体培养基上进行的，⑥错误。故选B。
4．(2022·山西高三适应考试)自然界里有多种微生物，将其进行合理的筛选、培养和应用，
能给医药和化工等生产领域带来巨大经济效益。回答下列问题：
(1)对培养基进行灭菌时，多采取____________法，而对接种环或涂布器灭菌时则用
________法，若要将微生物采用平板划线法进行分离操作，在固体培养基表面连续进行了 5
次划线，则需要对接种环灼烧________次。平板划线在做第二次及其以后的划线操作时，要
从上次划线的________开始划线，最后一次划的线不能与第一次划的线________。
(2)将接种后的固体培养基和一个未接种的固体培养基放入恒温箱中________培养，以减少
培养基中水分的挥发。其中，培养未接种的固体培养基是为了
___________________________。
答案 (1)高压蒸汽灭菌 灼烧灭菌 6 末端 相连 (2)倒置 作为对照组，检验培养基是
否被杂菌污染
考点二 土壤中分解尿素的细菌的分离和计数
1．区分选择培养基与鉴别培养基
种类 特点 用途 举例
允许特定种类的微生物生长，同 从众多微生物
选择培 加入青霉素分离得到酵
时抑制或阻止其他种类微生物生 中分离所需的
养基 母菌和霉菌
长 微生物
鉴别培 根据微生物的代谢特点在培养基
鉴别不同种类 用伊红美蓝培养基鉴别
养基 中加入某种指示剂或化学药品，进而产生特定的颜色或其他变化 的微生物 大肠杆菌
特别提醒 常见选择培养基举例：①缺少氮源的培养基可以筛选能利用大气中 N 的微生
2
物。②含青霉素的培养基可淘汰细菌，筛选出真菌。③无有机碳源的培养基可筛选出自养微
生物。
2．微生物的数量测定方法
(1)显微镜直接计数法
(2)间接计数法——活菌计数法(即稀释涂布平板法)
原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一
个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。
根据图示问答以下问题：
①为了保证结果准确，一般选择菌落数在 30 ～ 300 的平板进行计数。
②为什么用此种方法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目低？
提示 因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。
③某同学在稀释倍数为106的培养基中测得平板上菌落数的平均值为234个(涂布平板时所用
稀释液的体积为0.1 mL)，那么稀释倍数为106的试管中细菌的浓度是 2.34 × 10 3 个/mL，稀
释倍数为10的锥形瓶中细菌的浓度为 2.34 × 10 8 个/mL，所以每克样品中的细菌数是 2.34 ×
10 9 个。
3．土壤中分解尿素的细菌的分离与计数的实验操作
(1)实验原理(2)实验流程
(3)实验结果分析与评价
考向一 微生物的选择培养
5．(2021·江苏1月适应性考试，14)稀释涂布平板法是分离菌种常用的方法，下列相关叙述
不恰当的是( )
A．固体培养基灭菌后，应冷却至50 ℃左右时倒平板
B．倒好的平板需立即使用，以免表面干燥，影响菌的生长
C．稀释涂布平板分离到的单菌落需进一步划线纯化
D．稀释涂布平板法既可用于微生物的分离，也可用于微生物的计数
答案 B
解析 培养基灭菌后需要冷却至50 ℃左右时才能用来倒平板，避免温度过高，A正确；倒好的平板需要放置一段时间，用以观察培养基是否被杂菌污染，B错误；稀释涂布平板法可
以计数，也可观察菌落特征进行菌种分离，D正确。
6．筛选淀粉分解菌需使用以淀粉为唯一碳源的培养基。接种培养后，若细菌能分解淀粉，
培养平板经稀碘液处理，会出现以菌落为中心的透明圈(如图)，实验结果见下表。
菌种 菌落直径：C(mm) 透明圈直径：H(mm) H/C
细菌Ⅰ 5.1 11.2 2.2
细菌Ⅱ 8.1 13.0 1.6
下列有关本实验的叙述，错误的是( )
A．培养基除淀粉外还含有氮源等其他营养物质
B．筛选分解淀粉的细菌时，菌液应稀释后涂布
C．以上两种细菌均不能将淀粉酶分泌至细胞外
D．H/C值反映了两种细菌分解淀粉能力的差异
答案 C
解析 培养基一般含有碳源、氮源、水、无机盐和生长因子等成分，A正确；筛选淀粉分解
菌时，需要对菌液进行一系列的梯度稀释，再将不同稀释度的菌液分别涂布到固体培养基上
进行培养，B正确；由题意可知，以上两种菌均会产生透明圈，说明两种菌均可以产生淀粉
酶并分泌到细胞外分解淀粉，C错误；淀粉分解菌的H/C值越大，说明其产生的淀粉酶分解
的淀粉相对越多，可说明该淀粉分解菌分解淀粉的能力越强，D正确。
考向二 分解尿素的细菌的分离和计数
7．尿素最初是从人的尿液中发现的，但随着科学家成功实现尿素的体外人工合成，尿素的
生产逐渐走向工业化，尿素也逐步成为一种重要的农业氮肥。下图是土壤中分解尿素的细菌
分离与计数的基本流程，请回答有关问题：
(1)配制图中所用培养基，在熔化琼脂时需要不断用玻棒搅拌，目的是__________________。
配制好的培养基转移到锥形瓶中后，可采用________________方法进行灭菌。
(2)该过程采用的接种方法是____________________，培养一段时间要能在培养基表面形成
单个的菌落，从操作层面需要满足两个条件：一是________________________；二是涂布时
要尽量做到均匀涂布。
(3)该实验中的选择培养基对分解尿素的细菌具有选择作用，其原理是__________________
______________________________________________________________________________。
若要判断选择培养基是否起到了筛选的作用，对照组的设置是________________________。(4)一般选择菌落数在30～300的平板进行计数，统计的菌落数往往比活菌的实际数目低，
原因是__________________________________________________________________________。
(5)在筛选尿素分解菌的培养基中应加入____________________，用于鉴定该种细菌能够分
解尿素。
答案 (1)防止琼脂糊底而导致烧杯破裂 高压蒸汽灭菌 (2)稀释涂布平板法 菌液的稀释
度要足够高 (3)只有以尿素作为氮源的微生物才能在该培养基上生长 用完全培养基接种
后在相同条件下同时培养 (4)当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌
落 (5)酚红指示剂
考点三 分解纤维素的微生物的分离
土壤中分解纤维素的细菌的分离
(1)纤维素酶组成及作用
(2)纤维素分解菌的筛选
(3)实验流程(源于选修1 P “旁栏思考”)在富含纤维素的环境中寻找纤维素分解菌的原因是由于生
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物与环境的相互依存关系，在富含纤维素的环境中，纤维素分解菌的含量相对较高，从这种
土样中获得目的微生物的概率要高于普通环境。
归纳总结 微生物的筛选与鉴别方法
(1)微生物的筛选方法
利用平板划线法或稀释涂布平板法接种到固体平板培养基表面，直接
单菌落挑取法
根据微生物菌落的特征利用单菌落挑取的方法获得目的微生物
选择培养法 利用选择培养基对微生物进行选择培养，直接获得目的微生物
利用鉴别培养基使目的微生物菌落呈现特有的特征，然后筛选目的微
鉴定培养法
生物
(2)微生物的鉴别方法
菌落特征 根据微生物在固体培养基表面形成的菌落的形状、大小、隆起程度和颜色
鉴别法 等特征进行鉴别
指示剂鉴 如培养基中加入酚红指示剂，培养某种微生物后，培养基变红说明该种微
别法 生物能够分解尿素
染色鉴别 如利用刚果红染色法，根据培养基中出现以纤维素分解菌为中心的透明圈
法 来鉴别分解纤维素的微生物
考向 分解纤维素的微生物的分离
8．科学家从羊等食草动物胃中筛选纤维素分解菌，并对其降解纤维素的能力进行了研究。
请回答下列问题：(1)若科学家在____________平板上，发现以某种菌的菌落为中心的透明圈，则表明此种菌
为纤维素分解菌。
(2)在纤维素分解菌的培养过程中应保持恒温箱中的温度约为________(填“4 ℃”“20 ℃”
或“35 ℃”)。科学家采用稀释涂布平板法分离、纯化纤维素分解菌。在实验前，需要使用
__________________法对培养基进行灭菌；在接种前，随机取若干灭菌后的空白平板先行培
养了一段时间，目的是_________________________________________________________。
(3)在接种的过程中，需要使用________(填“接种环”或“涂布器”)进行接种。科学家欲将
筛选得到的纤维素分解菌进行大量培养，应选用________(填“液体”或“固体”)培养基，
并以________为唯一碳源，配制此培养基时，________(填“能”或“不能”)使用牛肉膏作
为氮源。
答案 (1)纤维素刚果红培养基 (2)35 ℃ 高压蒸汽灭菌 检测培养基平板灭菌是否合格
(3)涂布器 液体 纤维素 不能
解析 (2)4 ℃、20 ℃、35 ℃三个温度中，35 ℃最接近纤维素分解菌的生活环境——羊胃
的温度，故培养过程中应保持恒温培养箱中的温度约为35 ℃。(3)科学家采用稀释涂布平板
法分离、纯化纤维素分解菌，故需要使用涂布器进行接种。
重温高考 真题演练
1．(2020·全国Ⅰ，37)某种物质S(一种含有C、H、N的有机物)难以降解，会对环境造成污
染，只有某些细菌能降解S。研究人员按照下图所示流程从淤泥中分离得到能高效降解S的
细菌菌株。实验过程中需要甲、乙两种培养基，甲的组分为无机盐、水和S，乙的组分为无
机盐、水、S和Y。
回答下列问题：
(1)实验时，盛有水或培养基的摇瓶通常采用__________________的方法进行灭菌。乙培养
基中的Y物质是________。甲、乙培养基均属于________培养基。
(2)实验中初步估测摇瓶M中细菌细胞数为2×107个/mL，若要在每个平板上涂布100 μL稀
释后的菌液，且保证每个平板上长出的菌落数不超过200个，则至少应将摇瓶M中的菌液
稀释________倍。
(3)在步骤⑤的筛选过程中，发现当培养基中的S超过某一浓度时，某菌株对S的降解量反
而下降，其原因可能是_______________________________________________(答出1点即
可)。
(4)若要测定淤泥中能降解S的细菌细胞数，请写出主要实验步骤：__________________________________________________________________________________________________。
(5)上述实验中，甲、乙两种培养基所含有的组分虽然不同，但都能为细菌的生长提供4类
营养物质，即____________________________________________________________________。
答案 (1)高压蒸汽灭菌 琼脂 选择 (2)104 (3)S的浓度超过某一值时会抑制菌株的生长
(4)取淤泥加入无菌水中，涂布(或稀释涂布)到乙培养基上，培养后计数 (5)水、碳源、氮源
和无机盐
解析 (1)乙培养基为固体培养基，因此培养基中加入的是可使液体培养基凝固的琼脂。甲、
乙两种培养基都是为了分离出可降解S的细菌，因此是选择培养基。(2)设稀释倍数为A,1
mL＝1 000 μL，套用计算式：A×＝2×107(个/mL)，计算出A＝104。(3)在筛选降解S物质的
细菌的过程中，如果培养基中的S浓度过高，会导致细菌培养基的渗透压增大，细菌失水而
代谢活性降低，对S的降解量反而下降(或者S改变了培养基的pH，导致细菌代谢活性降低)。
(4)测定淤泥中能降解S的细菌细胞数的主要步骤是①淤泥取样，即取少量的淤泥加入无菌
水中；②用稀释涂布平板法涂布到乙培养基上；③微生物培养与观察计数。
2．(2019·全国Ⅰ，37)已知一种有机物X(仅含有C、H两种元素)不易降解，会造成环境污染。
某小组用三种培养基筛选土壤中能高效降解X的细菌(目标菌)。
Ⅰ号培养基：在牛肉膏蛋白胨培养基中加入X(5 g/L)。
Ⅱ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)，X(15 g/L)。
Ⅲ号培养基：氯化钠(5 g/L)，硝酸铵(3 g/L)，其他无机盐(适量)，X(45 g/L)。
回答下列问题：
(1)在Ⅰ号培养基中，为微生物提供氮源的是__________________。Ⅱ、Ⅲ号培养基中为微
生物提供碳源的有机物是________。
(2)若将土壤悬浮液接种在Ⅱ号液体培养基中，培养一段时间后，不能降解X的细菌比例会
____________，其原因是________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)Ⅱ号培养基加入琼脂后可以制成固体培养基，若要以该固体培养基培养目标菌并对菌落
进行计数，接种时，应采用的方法是__________________。
(4)假设从Ⅲ号培养基中得到了能高效降解X的细菌，且该菌能将X代谢为丙酮酸，则在有
氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长提供____________和__________________。
答案 (1)牛肉膏、蛋白胨 X (2)下降 不能降解X的细菌因缺乏碳源不能增殖，而能降
解X的细菌能够增殖 (3)稀释涂布平板法 (4)能量 合成其他物质的原料
解析 (1)牛肉膏蛋白胨培养基中，牛肉膏、蛋白胨为微生物生长提供了氮源，而Ⅱ、Ⅲ号
培养基中除X外的其他物质均不含碳，所以能为微生物提供碳源的有机物是X。(2)因为Ⅱ
号培养基中碳源只有X，属于选择培养基，只有能降解X的细菌才能增殖，而不能降解X
的细菌因缺乏碳源不能增殖。
3．(2019·全国Ⅱ，37)物质W是一种含氮有机物，会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌(目标菌)。回答下列问
题：
(1)要从土壤中分离目标菌，所用选择培养基中的氮源应该是________。
(2)在从土壤中分离目标菌的过程中，发现培养基上甲、乙两种细菌都能生长并形成菌落(如
图所示)。如果要得到目标菌，应该选择______菌落进一步纯化，选择的依据是
_____________
_______________________________________________________________________________
。
(3)土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙
菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出实验思路、预期结果和结论，即__________
______________________________________________________________________________。
(4)该小组将人工合成的一段DNA转入大肠杆菌，使大肠杆菌产生能降解W的酶(酶E)。为
了比较酶E与天然酶降解W能力的差异，该小组拟进行如下实验，请完善相关内容。
①在含有一定浓度W的固体培养基上，A处滴加含有酶E的缓冲液，B处滴加含有相同浓
度天然酶的缓冲液，C处滴加__________，三处滴加量相同。
②一段时间后，测量透明圈的直径。若C处没有出现透明圈，说明____________________；
若A、B处形成的透明圈直径大小相近，说明_______________________________________
_______________________________________________________________________________
。
答案 (1)W (2)乙 乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解W (3)将甲、乙菌分别接种
在无氮源培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源 (4)①缓
冲液 ②缓冲液不能降解W 酶E与天然酶降解W的能力相近
解析 (1)要从土壤中分离出能降解含氮有机物W的目标菌，所用选择培养基应以该特定物
质W为氮源。(2)题图信息显示，在乙菌落周围出现透明圈，说明乙菌能降解 W，若要得到
目标菌，应该选择乙菌落进一步纯化。(4)①实验应遵循单一变量原则，故C处应滴加缓冲
液。
4．(2019·全国Ⅲ，37)回答下列与细菌培养相关的问题。
(1)在细菌培养时，培养基中能同时提供碳源、氮源的成分是________(填“蛋白胨”“葡萄
糖”或“NaNO ”)。通常，制备培养基时要根据所培养细菌的不同来调节培养基的pH，其
3
原因是____________________________________。硝化细菌在没有碳源的培养基上
________(填“能够”或“不能”)生长，原因是_____________________________________。
(2)用平板培养细菌时一般需要将平板________(填“倒置”或“正置”)。
(3)单个细菌在平板上会形成菌落，研究人员通常可根据菌落的形状、大小、颜色等特征来初步区分不同种的微生物，原因是
___________________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
(4)有些使用后的培养基在丢弃前需要经过________处理，这种处理可以杀死丢弃物中所有
的微生物。
答案 (1)蛋白胨 不同细菌生长繁殖所需的最适pH不同 能够 硝化细菌可以利用空气中
的CO 作为碳源 (2)倒置 (3)在一定的培养条件下，不同种微生物表现出各自稳定的菌落
2
特征 (4)灭菌
解析 (1)细菌培养时常用牛肉膏蛋白胨培养基，牛肉膏能提供碳源、氮源、磷酸盐、维生
素，蛋白胨能提供碳源、氮源、维生素，而葡萄糖不能提供氮源，NaNO 不能为微生物提
3
供碳源。不同细菌生长繁殖所需要的最适pH是不同的，应该根据培养细菌的不同来调节培
养基的pH。硝化细菌是化能自养型细菌，可以空气中的CO 为碳源，因此在没有碳源的培
2
养基上能够生长。(2)在平板培养基上培养细菌时，一般需将平板倒置，这样可以防止皿盖
上的水珠落入培养基。(3)不同种类的细菌所形成的菌落，在大小、形状、光泽度、颜色、
硬度、透明度等方面具有一定的特征，不同种细菌在一定培养条件下表现出各自稳定的菌落
特征，可以作为菌种鉴定的重要依据。(4)使用后的培养基在丢弃前需进行灭菌处理，以免
污染环境。
一、易错辨析
1．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害( √ )
2．倒平板就是等待培养基冷却凝固后，将培养皿倒过来放置( × )
3．倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上( × )
4．为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落( × )
5．分解尿素的细菌在分解尿素时，可以将尿素转化为氨，使得培养基的酸碱度降低( ×
)
二、填空默写
1．(选修1 P )培养基的化学成分包括水、无机盐、碳源、氮源等。
14
2．(选修1 P )获得纯净的微生物培养物的关键是防止外来杂菌的入侵，无菌技术除了用来
15
防止实验室的培养物被其他外来微生物污染外，还能有效避免操作者自身被微生物感染。
3．(选修1 P )消毒是指使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物。
15
4．(选修1 P )灭菌是指使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。
15
5．(选修1 P )菌落是指由单个细胞繁殖而来的肉眼可见的子细胞群体。采用平板划线法和
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稀释涂布平板法能将单个微生物分散在固体培养基上，之后经培养得到的单菌落一般是由单个微生物繁殖形成的纯培养物。
6．(选修1 P )选择培养基是指在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或
22
阻止其他种类微生物生长的培养基。
7．(选修1 P )平板冷凝后，要将平板倒置的原因是平板冷凝后，皿盖上会凝结水珠，凝固
17
后的培养基表面的湿度也比较高，将平板倒置，既可以减少培养基中的水分过快地挥发，又
可以防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
8．(选修1 P )操作的第一步灼烧接种环是为了避免接种环上可能存在的微生物污染培养物；
18
每次划线前灼烧接种环是为了 杀死上次划线结束后，接种环上残留的菌种，使下一次划线时 ，
接种环上的菌种直接来源于上次划线的末端，从而通过划线次数的增加，使每次划线时菌种
的数目逐渐减少，以便得到单菌落。划线结束后灼烧接种环，能及时杀死接种环上残留的菌
种，避免细菌污染环境和感染操作者。
9．(选修1 P )在灼烧接种环之后，要等其冷却后再进行划线的原因是 以免接种环温度太高 ，
18
杀死菌种。
10．(选修1 P )在第二次以及其后的划线操作时，总是从上一次划线的末端开始划线的原因
18
是划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端开始，能使细
菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。
11．(选修1 P )当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，统计的菌落
22
数往往比活菌的实际数目少。
12．(选修1 P )除活菌计数法外，显微镜直接计数也是测定微生物数量的常用方法。
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13．(选修1 P )绝大多数微生物都能利用葡萄糖，但是只有能合成脲酶的微生物才能分解尿
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素。利用以尿素作为唯一氮源的选择培养基，可以从土壤中分离出分解尿素的细菌。
14．(选修1 P )检测培养物中是否有杂菌污染的方法是同时培养灭菌后的未接种的培养基，
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观察是否有菌落产生。判断选择培养基是否起到筛选作用的方法是配制牛肉膏蛋白胨培养基
作为对照，观察选择培养基上的菌落数是否远少于牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落数目。
课时精练
一、选择题
1．(2022·河北高三联考)下表为某培养基的配方，下列叙述正确的是( )
成分 蛋白胨 葡萄糖 KHPO 伊红 美蓝 蒸馏水
2 4
含量 10 g 10 g 2 g 0.4 g 0.065 g 1 000 mL
A.从物理性质看该培养基属于固体培养基，从用途看该培养基属于鉴别培养基
B．该培养基中属于碳源的物质主要是葡萄糖，属于氮源的物质是蛋白胨C．该培养基缺少提供无机盐的物质
D．该培养基调节合适的pH后就可以接种使用
答案 B
2．在生产、生活和科研实践中，经常通过消毒和灭菌来避免杂菌的污染。下列关于消毒和
灭菌的叙述，错误的是( )
A．牛奶的消毒常用巴氏消毒法或高温瞬时消毒法
B．水厂供应的自来水通常是经过高锰酸钾消毒的
C．用紫外灯对密闭教室消毒前，适量喷洒消毒液可强化消毒效果
D．培养基不能放入干热灭菌箱中进行干热灭菌
答案 B
解析 高锰酸钾是强氧化剂，不宜用于自来水消毒，B项错误。
3．(2022·南通高三一模)在纯化培养的过程中，关于倒平板的描述正确的是( )
A．等培养基冷却至40 ℃左右时，方可进行倒平板
B．将灭过菌的培养皿放在桌面上，打开培养皿盖
C．等待平板冷却5～10 s，将平板倒过来放置
D．倒平板后无需将培养基进行高压蒸汽灭菌
答案 D
解析 等培养基冷却至50 ℃左右时，在酒精灯火焰附近倒平板，防止杂菌污染，A项错误；
用左手的拇指和食指将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，而不能打开皿盖，B项错误；等
待平板冷却凝固后，将平板倒过来放置，使皿盖在下，皿底在上，C项错误；灭菌应在倒平
板之前进行，D项正确。
4．如图是微生物平板划线示意图，划线的顺序为1、2、3、4、5，下列操作方法错误的是(
)
A．每次划线操作后要将接种环放在火焰上灼烧灭菌
B．划线操作应在超净工作台上进行
C．第3次划线操作可从第2次开始划出，也可从第1次开始
D．在第4次划线区域中也可以得到菌落
答案 C
解析 结合题干信息，划线的顺序为1、2、3、4、5，平板划线过程要保证每次划线的菌种
来自上一次划线的末端，C错误。
5．尿酸氧化酶能分解尿酸(C HNO)，为获取尿酸氧化酶高产菌株用以研制治疗高尿酸血
5 4 4 3
症的酶类药物，科研人员从海洋泥土中取样后富集培养，3天后吸取培养液梯度稀释到10－6，然后接种到固体培养基上分离培养。挑取单菌落检测尿酸氧化酶的酶活力(用每分钟转化
1 μmol尿酸所需要的酶量表示)，结果如下表所示。下列分析错误的是( )
菌株 1 2 3 4
酶活力 100 50 14 20
A.从海洋泥土中取的样品需在无菌条件下富集培养
B．需要在以尿酸为唯一氮源的固体培养基上分离培养
C．菌株3的酶活力最高，可作为实验所需的目的菌
D．分离培养时利用了平板划线法进行接种
答案 D
解析 为获得纯净培养物，避免杂菌污染，应进行无菌操作，A项正确；实验目的是为获取
尿酸氧化酶高产菌株，故需要在以尿酸为唯一氮源的固体培养基上分离培养，B项正确；酶
活力用每分钟转化1 μmol尿酸所需要的酶量表示，故所需酶量越少，说明酶活力越高，可
知菌株3的酶活力最高，可作为实验所需的目的菌，C项正确；根据题意可知，分离培养时
利用了稀释涂布平板法进行接种，D项错误。
6．(2022·宁波高三适应性考试)下图为分离以尿素为氮源的微生物的实验结果，下列叙述正
确的是( )
A．图中采用平板划线法接种
B．图中①和②表示尿素培养基长出的菌落
C．图中③④培养基中菌落生长代谢时，会释放CO
2
D．实验结果表明，自然界中能合成脲酶的微生物比例较高
答案 C
解析 根据实验结果可知，图中采用的接种方法为稀释涂布平板法，A项错误；由图中①和
②的菌落的特征可知，①稀释度为10－6的菌落数明显多于②稀释度为10－7时的菌落数，很
可能是由于杂菌污染导致的结果，而不是分离出以尿素为氮源的微生物，B项错误；③④已
经分离出单个细菌繁殖而来的尿素分解菌的菌落，尿素分解菌含有脲酶，能够催化尿素分解
成氨、二氧化碳和水，C项正确；根据实验结果，无法判断自然界中能合成脲酶的微生物比
例，D项错误。
二、非选择题
7．(2022·广东六校联盟高三联考)为了检测牛奶中是否含有某种微生物，配制的培养基的配方如下，请分析回答下列问题(注：伊红美蓝是由两种染色剂组成的细胞染料)：
蛋白胨 乳糖 蔗糖 KHPO 伊红 美蓝 蒸馏水
2 4
10 g 5 g 5 g 2 g 0.4 g 0.065 g 1 000 mL
将培养基pH调至7.2
(1)根据配方，该培养基可用来培养______________(填“细菌”“霉菌”或“细菌与霉菌”)，
其所含氮源的功能是____________________________________________________________。
(2)该微生物在同化作用上的代谢类型是____________________________________________
型，其在培养基上产生的单个菌落在生态学中被称为__________________。
(3)接种好的培养皿在恒温箱中培养时要倒置，目的是_________________________________。
(4)有同学为统计消毒后的牛奶中该微生物的含量，取5 mL牛奶样液进行了下图操作，每个
平板中的统计结果为87、83、85，则经过消毒后的牛奶中该微生物的含量大约是________
个·mL－1。用该方法统计样本菌落数时________(填“是”或“否”)需要设置空白对照组，
目的是__________________________________________________________________________。
答案 (1)细菌 主要用于合成蛋白质、核酸 (2)异养 种群 (3)防止冷凝水滴落在培养基
上；避免水分过快蒸发 (4)85 000(8.5×104) 是 用于判断培养基是否被污染
解析 (4)由图可知，牛奶样液稀释了103倍，则消毒后牛奶中每毫升含细菌数为(87＋83＋
85)÷3÷1×103＝8.5×104(个)。统计样本菌落数的该方法叫稀释涂布平板法，统计样本菌落时，
需要设置空白对照，目的是用于判断培养基是否被污染。
8．苯酚(C HOH)是重要的化工原料，被广泛应用于工业生产中，易形成污染，具有致癌、
6 5
致畸和致突变作用。苯酚降解菌能分解工业废水中的苯酚。自然界中能分解苯酚的微生物有
几百种，多为细菌、放线菌等。分离和纯化高效降解苯酚的微生物的实验流程如图1所示：
请回答下列问题：
(1)在制作苯酚降解菌的富集培养基和平板分离培养基时，培养基中应以________为唯一碳
源，后者除基本营养成分外，还应添加__________(物质)，然后用____________(方法)对培养基进行灭菌。
(2)用平板划线法分离得到的单个菌落大小、颜色、隆起度等不完全一致的原因是
_______________________________________________________________________________。
(3)对分离得到的某株苯酚降解菌进行菌株生长及苯酚降解实验，结果如图2所示。实验结
果表明此菌株适于降解的苯酚浓度为________g/L，判断依据是
__________________________。
答案 (1)苯酚 琼脂 高压蒸汽灭菌法 (2)工业废水中能降解苯酚的微生物有多种，不同
种类的微生物在平板上形成的菌落特征不同 (3)1.0 此苯酚浓度下菌体繁殖快(或菌体数量
最多)，且苯酚的降解率高
解析 (1)本实验的目的是筛选能降解苯酚的微生物，故在配制相应的培养基时，应该以苯
酚为唯一碳源，制作成选择培养基，才可达到筛选的目的。而平板分离培养基与富集培养基
相比，平板分离培养基是在培养皿上分离微生物，得到单菌落，故应制成固体培养基，应再
添加凝固剂琼脂，制作好的培养基采用高压蒸汽灭菌法灭菌。
9．乳酸菌是对人体有益的微生物之一，常用于产生酸奶，其发酵产物为乳酸，能溶解周围
环境中的难溶性碳酸钙。为检测某品牌酸奶中的乳酸菌含量是否达标，检验人员进行了相关
实验。回答下列问题：
(1)配制培养基：培养基中除含水、无机盐、碳源、氮源和琼脂外，还需添加维生素和
______________。
(2)稀释样品：取1 mL待测酸奶，用______进行梯度稀释。
(3)接种培养：用______________法接种，培养时控制的气体条件是________________。
(4)观察计数：菌落周围出现____________的就是乳酸菌的菌落，选择菌落数在________的
平板计数。每隔24小时统计一次菌落数目，选取菌落数目稳定时的记录作为结果，目的是
____________________________________。
答案 (1)CaCO (2)无菌水 (3)稀释涂布平板 无氧 (4)透明圈(或溶钙圈) 30～300 防
3
止因培养时间不足而导致遗漏菌落的数目
解析 (1)乳酸菌的发酵产物乳酸，能溶解周围环境中的难溶性碳酸钙，因此配制培养乳酸
菌的培养基除加入水、无机盐、碳源、氮源和琼脂外，还需添加维生素和CaCO 。(2)计数
3
乳酸菌前，需用无菌水将待测酸奶稀释至合适浓度。(3)计数乳酸菌需用稀释涂布平板法接
种，乳酸菌是厌氧菌，培养时控制的气体条件是无氧。(4)乳酸能溶解周围环境中的难溶性
碳酸钙，不透明的培养基上出现透明(溶钙)圈的就是乳酸菌的菌落。细菌计数时，常选择菌落数在30～300的平板计数。
10．如图是纯化纤维素分解菌并生产乙醇的基本工作流程，请回答下列问题：
(1)图中①过程应选取富含纤维素的土壤，在鉴定和筛选所需微生物时需用________对纤维
素进行染色并制成选择培养基，最后还要在平板培养基上分离纯化目的菌。为避免杂菌污染
培养物和环境，接种时要在______________旁操作。
(2)图中②环节获得的酶是一种复合酶，一般认为它至少包括三种组分，分别为C 酶、C 酶
1 X
和______________。前两种酶使纤维素酶分解成____________，第三种酶将前两种酶的分解
产物分解成葡萄糖。⑤环节常用的菌种是__________________________________________。
(3)用稀释涂布平板法测定一土壤样品中纤维素分解菌数量。在对应稀释倍数为106的稀释液
中，取0.2 mL稀释液涂布，得到以下统计结果：涂布了三个平板，统计的菌落数分别是
210、240和246；请计算每毫升原液中的菌体数是______________。
答案 (1)刚果红 酒精灯火焰 (2)葡萄糖苷酶 纤维二糖 酵母菌 (3)1.16×109
解析 (1)分析题图可知，图中①过程表示纤维素分解菌的筛选，因此应选择富含纤维素的
土壤，在鉴定和筛选所需微生物时需用刚果红对纤维素进行染色并制成选择培养基，最后还
要在平板培养基上分离纯化目的菌。为避免杂菌污染培养物和环境，接种时要在酒精灯火焰
旁操作。(2)⑤过程表示无氧发酵产生乙醇的过程，此过程常用的菌种是酵母菌。(3)涂布的
三个平板上菌落的平均值为(210＋240＋246)/3＝232。原液中的菌体密度是232÷0.2×106＝
1.16×109(个/mL)。
11．目前，有网文称单位面积手机表面的细菌比马桶按钮上的多。某校甲、乙两研究性学习
小组展示实验调查结果如图所示。回答下列有关问题：
(1)实验使用的培养基，含有营养物质和________。制备培养基时，应将pH调至__________。
图中继续实验中可能包含的实验操作有___________________________________(答出三点)。
(2)通过观察菌落的特征可知，手机屏幕和马桶按钮上都存在多种微生物。两研究性学习小
组实验操作均正确且完全一致，但结果截然不同。你认为可能原因是
______________________。
(3)实验中，两研究性学习小组采用的接种方法是________________________。按图示操作取样固定面积，实验员欲测定某手机屏幕的细菌数量，将10 mL细菌悬液进行梯度稀释，
分别取0.1 mL稀释倍数为102的样品液接种到三个培养基上培养一段时间后，统计菌落数分
别为38、40、42，则该手机屏幕的细菌数为________个/cm2。
(4)在此实验的基础上，欲了解手机表面大肠杆菌的数量，则应怎样操作和判断？
______________________________________________________________________________。
答案 (1)凝固剂(或琼脂) 中性或微碱性 系列稀释操作、涂布平板操作、微生物培养 (2)
手机的取样和马桶按钮的取样不同 (3)稀释涂布平板法 1.6×104 (4)在上述实验的培养基
中加入伊红美蓝，取样接种培养后，培养基中黑色菌落的数量即代表大肠杆菌的大致数量
解析 (1)因为实验中使用固体培养基培养细菌，所以培养基中除了含有细菌需要的营养物
质外，还要加入凝固剂琼脂。由于培养基需要满足微生物生长对pH的要求，因此培养该实
验中细菌的培养基pH须调节至中性或微碱性。得到细菌悬液后，进行系列稀释操作，然后
进行涂布平板操作，最后对涂布的平板进行培养和观察记录。(3)实验中，计算出10 mL细
菌悬液中的细菌数目为(38＋40＋42)÷3÷0.1×10×102＝4.0×105(个)。而据图可知，10 mL细
菌悬液代表的是25 cm2手机屏幕的细菌数，因此1 cm2手机屏幕的细菌数目是4.0×105÷25＝
1.6×104(个)。(4)大肠杆菌的代谢产物可与染料伊红美蓝结合，使菌落呈现黑色，所以欲了
解手机表面大肠杆菌的数量，可向实验用培养基中加入伊红美蓝，取样接种培养后，选择颜
色为黑色的菌落进行计数即可。
